Ma’ruza -6 Molekulyar kinetik nazariyaning asosiy qonunlari va tenglamalari. Ideal gaz ichki energiyasi

Karno sikli. Agar sistemaning xolati o‘zgarib u qator xolatlardan o‘tib yana o‘zining avvalgi xolatiga qaytib kelsa, bunday jarayon aylanma jarayon deb ataladi. Bunday jarayon grafikda berk chiziq bilan ifodalanadi ( 6.14-rasm). Kengayishda bajarilgan ish barobar figuraning ichiga olgan yuzaga va musbat xisoblanadi. Gazning siqilishida bajargan ish figuraning ichiga olgan yuziga teng va u manfiy xisoblanadi. Natijada aylanma jarayonda bajarilgan ish quyidagi ifodaga teng:
(6.44)
Agar aylanma jarayon soat strelkasi bo‘ylab yuz bersa bajarilgan ish 0 dan katta bo‘ladi, teskari bo‘lsa ish 0 dan kichik bo‘ladi. Agar sikl paytida ish bajarilsa va bu sikl davriy ravishda qaytarilib tursa bunday sistema
mashina deb ataladi.
1824 yilda Fransuz injeneri Sadi Karno ideal issiqlik mashinasining ishini ko‘rib chiqadi. Bu mashina porshenli silindr ichidagi bir kilomol ideal gazdan, isitgichdan va sovutgichdan iborat. Bu sistema davriy ravishda ikki izotermik jarayondan va ikki adiabatik jarayondan iborat. Ushbu jarayonlarni ko’rib chiqamiz.

6.15-rasm

1. Gaz siqilgan va bosimi ga, temperaturasi ga teng. isitgich bilan kontaktda energiya oladi va ga teng izotermik ish bajaradi.

2. 2-3 uchaskada adiabatik kengayishda ga teng ishni o‘zining ichki energiyasi xisobiga bajaradi. Bunda silindrning tagida izolyator bo‘ladi va tashqi muxit bilan energiya almashilmaydi, gaz sovidi.
3. 3-4 uchaskada tashqi kuchlar ga teng izotermik ish bajaradi, temperaturada sovutgichga ga teng issiqlik beradi.

6.16-rasm

4. 4-1 uchaskada tashqi kuchlar ga teng ish bajaradi, bunda gazning ichki energiyasi oshadi .

6.17-rasm

Provardida gazning ichki enegiyasining o‘zgarishi . Demak gazning olgan issiqlik miqdori sikl mobaynida bajarilgan ishga teng:

(6.45)
Adiabatik protsessda bajarilgan ish bo‘lgani uchun ( va - intervallar bir xil). SHuning uchun

A - bajarilgan umumiy (foydali) ish, u shtrixlangan yuzaga teng. Ish soat strelkasi bo‘yicha bo‘lgani uchun u musbatdir.
Savol beramiz: Isitgichdan olingan issiqlik ni xammasini, sovutgichga ni bermasdan, ishga aylantirish mumkinmi?
Boshqacha aytganda ning xammasini ishga aylantirish mumkinmi?
Ko‘rinib turibdiki, sovutgich bo‘lmasa yana bo‘yicha orqaga qaytadi va shtrixlangan yuza no‘lga teng bo‘ladi, boshqacha aytganda foydali ish xam no‘lga teng bo‘ladi. Demak, ish bajarishi uchun albatta ning bir qismini sovutgichga berish shart ekan. Qisqasi, isitgichdan olingan issiqlik miqdorini xech qanday uslub bilan xammasini ishga aylantirib bo‘lmaydi, bir qism issiqlik sovutgichga berilishi kerak. Bu - termodinamikaning ikkinchi qonunidir.Issiqlik mashinasining ish prinspi 6.18-rasmda ko‘rsatilgan.
Olingan issiqlik miqdorining xammasini ishga aylantiradigan mashina abadiy mashina (dvigatel) deb ataladi. Termodinamikaning ikkinchi qonuni yana abadiy dvigatelning bo‘lishi mumkin emas, deb xam aysa bo‘ladi.
Ideal issiqlik mashinasining F.I.K. quyidagiga teng.
(6.46)
Boshqacha aytganda dir.

6.18-rasm 6.19-rasm

Sovutgich. Teskari Karno sikli - sovutgichdir. Tashqi kuchlar ishi A orqali gaz sovutgichdan issiqlik miqdorini olib qismini isitgichga beradi. Natijada xolodelnik (sovutgich) paydo bo‘ladi.